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高边坡支护无粘结锚索施工工法

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一、前言

锚索作为岩土工程高边坡加固支护措施，随着复杂地质条件下大型、特大型水利枢纽工程的开发建设和大断面洞室的安全措施之一，在水电站工程施工中得到越来越广泛的应用，对锚索的各项技术指标和施工工艺、设备提出了更高的要求。

锚索支护工程技术的发展经历了锚索长度由20米到100多米，锚固力由500kN发展到10000kN甚至更高，内锚受力型式由拉力集中型发展到拉力分散型、拉压结合型、压力分散型等，锚索结构由粘结型发展到无粘结型等等。在锚索技术的发展过程中，钢绞线、锚具的材质优化和材料力学性能的提高、施工机具的工作性能和环境适应性的改善均发挥了很大作用。

xx水利枢纽、xx水利枢纽、xx水利枢纽、xx水电站、xx水电站等一批大型水电工程中高边坡和地下工程大批量使用大吨位锚索，对提高锚索施工工艺水平和发展锚索施工技术提供了实践依据。

我局在xx、xx等项目的锚索工程施工中，积累了一定的施工经验，特总结为工法，以便相似锚索工程施工组织时借鉴。

二、工法特点

该工法特点主要体现在锚索的编索制作工艺上解决应力集中问题；在造孔工序上解决工效和塌孔问题；在孔口锚固端提出新的工艺；在张拉工序采用二次补偿张拉工艺。

三、适用范围

锚索支护适用于各种需要深层加固和支护的岩土边坡、地下洞室高边墙。

四、工艺原理

锚索支护的工作原理是通过对锚索施加预应力的手段，形成锚墩与深层锚固端对拉，使锚索附近的外侧岩体在外锚端作用下承受压力，控制岩体向外侧的位移量和变形速率，达到岩体稳定的目的。

本工法的工作原理主要有以下内容：

1.通过选用合适的施工机具，确定在不同岩体中的钻进工艺和孔内护壁技术；2.通过设计优化将锚固端由一个点分散为多点，改善内锚头应力集中问题；

3.用二次张拉工艺解决锚索受力后的前期松弛变形问题；

4.根据多个工程实践，实施不同的锚墩型式，减少工作量的同时达到工程目的。

工艺原理是工序组合的最终效果，根据不同的岩性和地质条件选择与之相适应的钻机和灌浆设备，一般情况下采用双动力冲击、回转钻机，注浆采用大流量泵，其扬程根据工作现场条件确定。

五、施工工艺

高边坡锚索施工和大断面洞室内锚索施工工作内容相似，不再分章节叙述。1.施工工艺流程

预应力锚索施工工艺流程见图1。

施工准备、测量放点

↓↓钢绞线检测下料↓

↓↓

钢绞线检测

下料

钻孔

锚索制作

砼拌制埋件安装

砼拌制

埋件安装立模

清孔

灌浆材料检验下索↓浆液制备

灌浆材料检验

下索

↓

浆液制备

成品锚索运输

锚索灌浆

配合比设计

配合比设计

锚墩砼浇筑

锚墩砼浇筑

机具标定、锚具检验试件制备、养护、检测

机具标定、锚具检验

试件制备、养护、检测

张拉锚固

封孔灌浆

外锚头保护

图1预应力锚索施工工艺图

2.施工准备

在锚索工程开工前，需要做以下准备工作。

（1）技术准备

施工技术交底；

施工前应进行性能试验或生产性试验，以验证设计参数，完善施工工艺。检查原材料、锚夹具的出厂合格证、检验报告；

复核混凝土、水泥、水泥净浆配合比和强度试验报告；

准备施工记录（包括钻孔记录、超前灌浆记录、注浆记录和张拉记录）表格；预应力锚索张拉试验成果（检验锚具、钢绞线、千斤顶系统性能）；

（2）材料与设备

预应力钢绞线采用标准型1860MPa（270级）无粘结、无涂层、高强度低松弛钢绞线，其力学性能应符合GB/T5224规定，应有出厂合格证书和标牌。钢铰线的防腐油脂应化学稳定性好，不得含有有害成份，其涂敷量不应小于50g/m。PE套管厚度为1.0~1.2mm，应有一定的韧性和硬度，并有抗腐蚀、抗老化性能。

水泥采用P.O42.5及以上强度等级的水泥，质量符合《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》（GB175-1999）或更新的规定。

锚具质量应符合GB/T14370相关规定。现场应进行预应力钢铰线——锚具组装件静载试验，其锚固性能应满足：锚具效率系数不小于0.95，实测极限拉力时的总应变不大于2%，且夹片未出现肉眼可见的裂纹或破碎。

张拉机具应与锚具的类型、锚索的设计张拉力相匹配。张拉机具配套的压力表精度不应低于1.5级，张拉时压力表读数不超过表盘刻度的75%。

灌浆设备须与预应力锚索孔道灌浆的浆液类型、浓度及施灌强度相适应，且能保证稳定均匀连续灌浆。制浆设备应采用高速搅拌机，以提高浆液的均匀性，增加其流动度和可灌性。灌浆泵的排浆量应能满足锚索孔道的灌浆强度的需要，压力稳定，其允许工作压力应大于设计灌浆压力的1.5倍，压力波动范围宜小于灌浆压力的20%。

钻机性能与锚索孔直径、孔深和岩体地质特性相匹配。

（3）现场准备